基于GA-BP神经网络的公交车辆站点停靠时间预测研究

发布时间：2020-05-16 04:20

【摘要】：公交停靠站是供公交车辆停靠以服务乘客上下车和换乘的场所。公交停靠站点和站点间路段组成公交运营线路,整个公交线路的运行时间一般由公交车辆站点停靠时间、路段行驶时间、交叉口延误时间组成。因此,准确预测公交车辆在站点的停靠时间是预测公交运行时间、实施公交优先信号控制、构建智能公交系统的关键环节。通过对公交停靠站时间的准确预测,可以提高公交运行时间预测的精度,提高站点处信息服务的准确性和可靠性,保障智能化公交调度系统的良好运营,从而提高乘客对公交服务水平的满意度,增加公交出行方式的吸引率。本文将公交进站停靠过程分为减速进站、停靠服务和加速出站三个阶段,分析了公交车辆在进站停靠过程中的时间构成及其影响因素。应用GPS技术采集公交车辆运行和停靠信息,针对GPS原始数据存在的缺陷,提出了数据预处理的方法,得到公交车辆的进出站数据,进而提出公交车辆站点停靠时间的获取算法并对其进行了检验。通过实例分析可知,基于GPS数据获取的公交车辆站点停靠时间与实际值误差在允许误差范围内,可以作为公交车辆站点停靠时间预测方法的数据来源。根据基于GPS数据获取的的公交车辆站点停靠时间,分析了公交车辆在站点停靠时间的总体分布特征并给出了分布拟合函数;通过对其时段特性、周期性、空间特性及其影响因素的相关性的详细分析,选取公交车辆历史停靠时间与实时数据作为公交车辆在站点停靠时间预测模型的输入变量。最后,分别建立了基于BP神经网络和基于GA-BP神经网络的公交车辆站点停靠时间预测模型,分析了模型的关键结构、学习过程及其预测效果评价方法,以实际公交车辆站点停靠时间为依据,应用MATLAB软件对本文所构建的公交车辆站点停靠时间预测模型进行了仿真验证。仿真结果表明,相较于传统BP神经网络,应用遗传算法优化的BP神经网络算法具有较高的预测精度,较强的稳定性和可靠性,能够更准确的预测公交车辆在站点的停靠时间。
【图文】：

公交停靠站的设置形式主要为港湾式和直线式。港湾式公交停靠站是在公交站点范逡逑围内占用部分人行道将局部车行道适当拓宽，将公交停靠泊位设置在正常行驶的机动车逡逑道之外，乘客候车站台一般设置在人行道上，，从而形成港湾式公交站点［２４］，如图２－１所逡逑示。港湾式公交停靠站的设置形式可以有效减少公交车作为移动瓶颈停靠时对其他社会逡逑车辆带来的影响，提高道路运行效率。但同时需要公交车辆从主路分流进站停靠以及向逡逑主路汇入而形成交织从而增加公交车辆在站点的停靠时间。逡逑公交车辆｜逦｜逡逑逦｜逦泊位１逦｜邋｜逦泊位２逦｜逦，逦逡逑＾逦逦逦逦＾’逡逑人行道逦逡逑图２－１港湾式公交停靠站逡逑直线式公交停靠站是将公交停靠泊位直接设置在机动车道上，乘客候车站台一般设逡逑置在人行道上，如图２－２所示。直线式公交站点的设置形式使公交车作为移动瓶颈在机逡逑动车道上停靠，影响该车道后续车辆的正常行驶，交通量较大情况下，造成该路段交通逡逑拥塞。但公交车不需要换道从主路交通流分流和汇入，相对港湾式公交站点，很大程度逡逑上减少了公交在站点的停靠时间，是城市道路上最传统和普遍的一种公交站点设置形式。逡逑－８－逡

在某些公交线路多，乘客流量大，道路条件受限的城市道路上，常规公交停靠站难以承逡逑担较大的客流量时，以一定间隔连续设置直线式公交站点，形成“多站台式”直线式公逡逑交停靠站，如图２－３所示。与常规公交停靠站相比，“多站台式”公交站点能够通过减少逡逑公交进站排队长度和车辆之间的相互干扰，从而有效减少公交在站点的停靠时间。逡逑｜公交车辆｜邋｜邋泊位邋１逦｜邋泊位邋｜逦１逡逑逦站台１逦站台２逦逡逑图２－３邋“多站台式”公交停靠站逡逑（２）公交停靠站布设位置逡逑根据设置位置的不同，公交站点可分为交叉口上游公交停靠站、路段公交停靠站和逡逑交叉口下游公交停靠站。逡逑交叉口上游公交停靠站是指设置在交叉口上游区域内进口道上的公交站点。该类公逡逑交站点受其下游交叉口信号灯和进口道社会车辆排队长度的影响。但距离交叉口相对较逡逑近，可减少乘客换乘步行时间，同时在设置合理的情况下，车辆可利用交叉口红灯时间逡逑进行乘客上下车服务，很大程度上提高了公交系统运行效率。逡逑路段公交停靠站是指设置在两交叉口之间，距上下游交叉口具有一定距离的路段上逡逑的公交站点。此时公交车辆的进站停靠行为不受交叉口因素影响，能够以最短停靠时间逡逑顺利完成乘客上下车服务，是最理想的公交站点布设位置。逡逑交叉口下游公交停靠站是指设置在交叉口
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U491.17

【参考文献】

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1 孙祥龙;陆建;;公交站点间行程时间估计[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2013年01期

2 胡华;高云峰;刘志钢;;基于AVL数据的公交到站时间实时预测模型[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2012年05期

3 王建;邓卫;;基于贝叶斯网络组合模型的公交驻站时间预测[J];城市交通;2012年05期

4 马万经;杨晓光;;公交信号优先控制策略研究综述[J];城市交通;2010年06期

5 徐志;Akpakli Vincent Kwami;杨孝宽;;公交停靠站延误分析及估算方法[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2010年05期

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1 王璇;多种道路形态下的全天候公交车停靠站时间预测方法研究[D];山东大学;2018年

2 卢春秀;公交车辆站点停靠模型研究[D];吉林大学;2017年

3 马尚萱;常规公交站点停靠时间分析与预测方法[D];东南大学;2016年

4 张恺彬;常规公交站点停靠时间研究[D];西南交通大学;2016年

5 王鑫;基于GPS数据的公交车停靠站时间预测研究[D];重庆大学;2015年

6 许秀华;公交车在公交停靠站的停靠时间研究[D];北京交通大学;2015年

7 龙佳;公交车到站时间分布规律及其运行可靠性分析[D];中南大学;2012年

本文编号：2666161